有效射程( Effective Range),亦称
有效射击距离,指的是武器对预定目标射击时, 能达到预期的精度和威力要求的距离。各种武器的有效射程依其性能和目标种类而定。
简介
有效射程 Effective Range是武器对预定目标射击时,能达到预期的精度和威力要求的距离。各种武器的有效射程依其性能和目标种类而定,“预期的精度和威力要求”,换句话说,就是:“打中你想打中的”、“干掉你想干掉的”。有效射程首先要保证的是精度,所谓的“超出射程”是指没有命中的把握了,但杀伤力还是绰绰有余的。有效射程是一个仅具有参考意义的数据,因为“预期的精度和威力要求”都是人为给定的标准,跟战场的实际环境总是有所出入的。有效射程400米的
突击步枪,命中600米的目标也没什么好奇怪的; 同样,有效射程800米的
狙击步枪,也不能
保证在射程内100%命中。精度涉及到的因素太多,而人的能力总是有限的。
相关武器
军用手枪,有效射程50米;
中口径
通用机枪使用
两脚架有效射程800米以上,使用
三脚架时,有效射程1000米以上;
经验公式
与有效射程直接相关的一个参数是弹头的“
超音速飞行距离”,弹头速度从超音速降到
亚音速,阻力的主要形式由
激波阻力变为
涡流阻力,过程
中会产生扰动,破坏弹头的
飞行稳定性,突破“音障”后,弹头的飞行稳定性遭到破坏,散布急剧增大,而且是朝随机方向偏移,
命中率急剧下降。
干燥空气中,音速u=331.3+(0.606c)m/s
c=
摄氏气温,潮湿空气中音速还要提高,不过提升的幅度不到0.5%,可以忽略。一般是在15℃的环境下讨论弹道条件的,这时音速u=350.39m/s。
飞行距离
下面是几种常见枪弹的超音速飞行距离(仅供参考):
5.56x45mm,初速945m/s,超音速飞行距离630米;
7.62x39mm,初速710m/s,超音速飞行距离425米;
7.62x51mm,初速835m/s,超音速飞行距离756米;
7.62x54mmR,初速830m/s,超音速飞行距离753米;
.338 Lapua Mag.,初速853m/s,超音速飞行距离1400米;
.408 CT,初速900m/s,超音速飞行距离1954米;
12.7x99mm,初速810m/s,超音速飞行距离1851米。
可以看得出,超音速飞行距离跟有效射程符合得比较好。但由于音速是随着空气的温度,湿度,绝热系数,气压等变化而变化的,单纯从超音速飞行距离判断有效射程也是不科学的,还要考虑目标的性质。
射程分类
最大射程 Extreme Range
子弹飞出枪口以后总是要落地的,其中子弹所能飞行的最大距离就叫做“
最大射程”。(注意,弹道终点的弹头依然具有一定的速度,并不是因为速度下降为0,停止飞行)
因为
空气阻力的存在,枪械的弹道比较平直,弹道轨迹位于空气最稠密的
对流层,空气阻力较大,以45°发射并不是最大射程. 枪械的
最大射程角一般不超过35°。这个最大射程对应的枪口仰角,叫做“最大射程角”。超过最大射程角,
弹道最高点增加,但是射程反而变短,就是俗称的“曲射”——见高不见远。
子弹的飞行距离是相当远的,例如:尽管
AK-47步枪的有效射程只有400米,而他的弹头依然能飞出2000多米以外,而且在1600米以内具有杀伤力。
以下数据仅供参考(注*:
气象条件参考ISA
国际标准大气海平面位置):
9×19mm手枪弹,弹头重8.0g,
初速340m/s,最大射程1397m,最大射程角15°09′48〃,
飞行时间10.425s;
AK-47型
突击步枪,口径7.62×39mm,发射M43型(57-N-231S)
普通弹,弹头重7.97g,初速710m/s,最大射程2197m,最大射程角11°54′0〃,飞行时间11.942s;
M16型突击步枪,口径5.56×45mm NATO,发射SS109/M855普通弹,弹头重4.01g,初速945m/s,最大射程2543m,对应的最大射程角12°53′0〃,飞行时间13.591s;
Mk-12 SPR
特殊用途步枪,口径5.56×45mm NATO,发射Mk 262比赛弹,弹头重4.99克,初速839m/s,最大射程2882m,对应的最大射程角14°53′7〃,飞行时间15.498s;
M24狙击步枪,口径7.62×51mm NATO,发射M118LR远程弹,弹头重11.34g,初速798m/s,最大射程为3915m,对应的枪口仰角是20°01′59〃。弹头飞行时间21.11s;
SVD狙击步枪,口径7.62×54mmR步枪弹,发射7N1
狙击弹,弹头重9.85g,初速830m/s,最大射程为3945m,对应的枪口仰角是20°02′27〃. 弹头飞行时间21.229秒;
2009年11月,英国皇家近卫骑兵骑兵下士Craig Harrison创造的2475m最远狙杀记录,适用的是英国AI公司生产的
AWM步枪,英军编号L115A3型步枪,口径
芬兰.338 Lapua Magnum,弹头重16.2g,初速936m/s,最大射程5569m,最大射程角26°40′10〃,飞行时间29.767s;
Cheyenne Tactical
M200狙击步枪,口径.408 CT,发射Lost River比赛弹,弹头重27.15g,初速910m/s,最大射程7765m,对应的最大射程角35°44′24〃,飞行时间41.534s;
巴雷特
M82A1狙击步枪,口径12.7x99mm(.50BMG),发射M33型机枪弹,弹头重42.1g,初速853m/s,最大射程约5600m,对应的最大射程角27°28′42〃,飞行时间24.06m;
(注:
M2HB重机枪的枪管长度达到1143mm,初速约929m/s,而
巴雷特M82步枪,枪管长度只有733mm,初速只能达到850m/s的水平,所以M82步枪的威力要低于M2HB重机枪)
巴雷特M82步枪还可以发射一种Hornady A-Max比赛弹,是专为远程精确射击开发的大威力民用比赛级枪弹,质高价昂,并不是像M33那样,在军队里面全面配发的普通机枪弹。A-Max弹头重48.6g,初速810m/s,最大射程约8210m,对应的最大射程角37°21′54〃,飞行时间44.271s;
2002年,
加拿大狙击手Rob Furlong创造的2430m狙杀记录,使用麦克米兰
TAC-50步枪(不是M82,有人要纠结一番了),发射的正是美国Hornady A-Max子弹。TAC-50步枪发射Hornady A-Max弹头,初速823m/s,最大射程约8281m,对应的最大射程角37°29′37〃,飞行时间44.591s;
(注: 国际标准大气ISA规定,在海拔0~11000m的对流层中,海平面的起始气温为15℃,气压 101325Pa;海拔每升高1000m,气温下降 6.5℃)。
致死射程 lethal range
顾名思义,就是弹头能够杀伤目标的距离. 也有人称之为“杀伤射程”。之所以使用
双引号,是因为军事术语中是不讨论“致死射程”的,很简单,无法命中的弹头根本没有意义。
按照美军和德军“78J致死动能”标准,只要弹头还具有78J的动能,就判定为能够致命的枪弹。外文资料的动能单位使用“
英尺-磅”(
foot-
pound),缩写为“ft-lbs”。78 J换算过来约57.55ft-lbs,具体公式这里不赘述.实验中是用能否穿透1英寸(25.4mm)厚松木板来测试的。
苏联和中国的致死动能标准是98J,之所以定得比美国高,恐怕是因为我们的假想敌拥有更好的
个体防护。
还有一种是“速度致死理论”,只要弹头的速度达到76m/s,那么他就是致命的。
致死动能
还是用熟悉的M24步枪来讨论好了。口径为7.62×51mm NATO,子弹型号是M118 LR远程弹,弹头重11.34g,初速798m/s。
M118 LR枪弹的
超音速飞行距离大约是900m,这时弹头飞行了1.49s。突破“
音障”时不可预测的扰动严重
干扰弹头的轨迹,弹头稳定性急剧下降。在综合考虑
风偏和散布等因素,最后确定发射M118 LR枪弹的 M-24步枪有效射程是800m。800m以外的目标,首发命中的机会已经比较渺茫了。不过亚音速的步枪
弹头杀伤力依然是惊人的,毫不亚于一发50m以内的
手枪弹。
按照美军“78J致死动能”标准,只要弹头还具有78J的动能,就判定为能够致命的枪弹. 只要这枚重11.34克的弹头以超过117.3m/s的速度飞行,那就是致命的。M118 LR弹头要下降到117.3m/s以下,弹头已经飞行了3200m,飞行时间14.03s。也即是说,M24步枪在3200m以内都是致命的,足足是其有效射程的4倍。
如果按照中国98J致死标准,弹头的速度要在131.5m/s以上。这样的话,致死射程也有 2950m,飞行时间11.9秒。
M118 LR弹的最大射程为3915m,弹道终点速度85.6m/s。如果按照“76m/s致死理论”,M118 LR弹在整个飞行过程中都是致命的。
可见,7.62mm口径的狙击步枪,尽管有效射程只有800m,但致死射程超过3000m,杀伤力是比较富余的。有的人喜欢吹捧Barrett M82一类的.50口径步枪威力有多么的大,其实7.62mm步枪在1500m射程以内,对付人体目标威力依然是很充裕的,关键是如何保持远距离上的精度。
空气阻力
弹头变大,虽然空气阻力会变大,但是弹头拥有的动能更大,惯性也更大,速度衰减更慢,飞行得更远,极远距离的命中率越高。
空气阻力的公式是F=1/2ρv2CA,ρ是
空气密度,v是
飞行速度,C是
阻力系数,A是
横截面积。
在弹头形状类似的情况下,影响空气阻力的首要是飞行速度,其次是横截面积和阻力系数,而不是弹头重量。
形状类似的弹头,阻力系数基本类似,而横截面积按照口径的
二次方增长,而弹头的重量却按照口径的三次方增长。弹头重量(以及动能)的
增长速度要大于空气阻力的增加速度。
.50弹头,口径12.7mm,是7.62mm的1.67倍;弹头重48.6g,是7.62mm弹头重量(9.72g)的5倍,大约是1.67的3次方;
.408弹头,口径10.36mm,是7.62mm的1.36倍; 弹头重27.15g,是7.62mm弹头重量的2.8倍,大约也是1.36的3次方。
口径加大,弹头重量的增长速度要大于
横截面的增长速度,相似的,
弹头动能的增长速度要大于阻力增加的速度。
比较下面不同弹头速度衰减的情况,如:
7.62×51mm,初速835m/s,超音速飞行距离756m;
.408 CT,初速900m/s,超音速飞行距离1954m;
尽管大口径弹头的阻力要大于7.62mm,但是大口径本身拥有的动能却要大得多。而且弹头越重惯性越大,速度衰减更慢,飞行距离也越远。
大口径枪弹的弹道性能优于7.62mm,这毫无疑问。但步兵是靠两条腿作战的,背着太大的步枪,还没进入阵地,已经累得上气不接下气,怎么打仗啊。而且枪战交战距离大多发生在500m以内,片面追求远射程并不实际。
之所以将50口径用于远程狙击,是因为 50口径的弹头重达48.6g,是7.62mm弹头重量的4倍还多,在1800m处依然能够保持超音速飞行,弹头稳定性比7.62mm好的多,折去风力带来的误差和
瞄准镜性能的限制,50步枪的有效射程在1500m左右(当然是在风和日丽,视野清晰的天候条件下)。